[发明专利]一种瞬变电磁测井仪器用电磁探头

说明书

技术领域

本发明属于石油测井施工专用仪器技术领域，尤其是涉及一种瞬变电磁测井仪器用电磁探头。

背景技术

作为检测裸眼井、套管井中套管质量，提取对应地层电阻率信息的一项常用技术，瞬变电磁法测井技术利用周期性的双极性矩形脉冲序列作为激发波形，在信号发射过程通过在发射线圈加载短暂的直流电，实现发射线圈电磁转换，从而在井周围介质中产生一次稳定的磁场。其中，该一次磁场的强弱与发射线圈功率有关。而根据法拉第电磁感应定律，发射线圈断电后，井周围的介质中的一次磁场随时间的延长逐渐消失，该一次场（磁场）的变化会在井周围介质中引起涡流，涡流产生的二次场（电场、磁场）及二次场电压信号最终会被接收线圈测量得到。其中，涡流的大小与介质的导电特征相关，所以测量的二次场电压信号可被用于套管质量检测、地层电阻率的求取等用途。

发明人在研究过程中发现，一方面，为保证后期二次场电压信号的有效测量，需要考虑加大发射线圈的大功率发射能力，然而受制于井筒尺寸的限制，发射线圈的直径无法无限制的增加；另一方面，二次场电压信号的接收过程属于全频段的信号接收过程，而自然界中存在有不同频率的电磁干扰，这均会对接收系统的接收准确性产生不利影响，因此对于接收线圈而言，其首要的设计任务应该是为了增强信号的去噪能力。

发明内容

本发明提供了一种瞬变电磁测井仪器用电磁探头，该电磁探头结构合理紧凑，在增强发射线圈的大功率发射能力的同时，利用比较式接收线圈提高了二次场电压信号接收精度，最终为套管损伤检测、裸眼井和套管井地层电阻率的有效测量提供了帮助。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种瞬变电磁测井仪器用电磁探头，所述电磁探头的内部设置有一组发射线圈系以及两组比较式接收线圈系，任意一组比较式接收线圈系由两个绕向相反的接收线圈构成；

发射线圈系中的发射线圈与比较式接收线圈系中的接收线圈同轴缠绕在同一线圈骨架上。

优选的，所述线圈骨架为中空、圆形的塑料骨架。

优选的，所述发射线圈系中的发射线圈采用单层缠绕或者多层缠绕或者分两段式间隔同向缠绕的方式形成在线圈骨架上，发射线圈内部不填充磁性材料。

优选的，所述比较式接收线圈系中的接收线圈采用单层缠绕的方式形成在线圈骨架上。

可选择的，发射线圈系中的发射线圈的绝缘漆包线粗于比较式接收线圈系中的接收线圈的绝缘漆包线。

优选的，当发射线圈和接收线圈绕制重叠时，接收线圈内部不填充磁性材料；当不重叠时，接收线圈内部填充磁性材料

本发明提供了一种瞬变电磁测井仪器用电磁探头，该种电磁探头的内部设置有一组发射线圈系以及两组比较式接收线圈系，任意一组比较式接收线圈系由两个绕向相反的接收线圈构成；发射线圈系中的发射线圈与比较式接收线圈系中的接收线圈同轴缠绕在同一线圈骨架上。具有上述结构特征的瞬变电磁测井仪器用电磁探头，其发射线圈可实现大功率电磁信号的发射功能，其比较式接收线圈可将接收信号以差分方式输入到后级采集电路中，从而提高电磁探头的接收信号准确度。通过调整发射线圈、接收线圈的不同组合方式，在井深方向上可提高测井分辨率、在井圆周方向上可增加探测深度，最终实现套管损伤检测、裸眼井和套管井地层电阻率的有效测量。

附图说明

图1为本发明提供的瞬变电磁测井仪器用电磁探头内部线圈系的结构示意图之一；

图2为图1所示电磁探头发射线圈系产生的磁场示意图；

图3为本发明提供的瞬变电磁测井仪器用电磁探头内部线圈系的结构示意图之二；

图4为图3所示电磁探头发射线圈系产生的磁场示意图；

图5为图1或图3所示电磁探头线圈系中比较式接收线圈系的两路输出信号波形示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种瞬变电磁测井仪器用电磁探头，该电磁探头结构合理紧凑，在增强发射线圈的大功率发射能力的同时，利用比较式接收线圈提高了二次场电压信号接收精度，最终为套管损伤检测、裸眼井和套管井地层电阻率的有效测量提供了帮助。